２０１２年１月 电镀与环保 第３２卷第１期（总第１８３期） ・５１・ Ｔｉ一６ＡＩ一４Ｖ合金黄色阳极氧化工艺研究及应用 何玉均 （贵阳电镀协会，贵州遵义５６３００２） 中固分类号：ＴＧ １７４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—４７４２（２０１２）０１—００５１—０１ ０前言 我厂在研制、生产某型号发动机紧固件的过程 中，设计要求Ｔｉ一６Ａ１—４Ｖ合金材料的表面处理为黄 色阳极氧化，而且要求氧化膜的厚度为２～５肛ｍ。 据有关资料介绍ｎ］，钛合金着色阳极氧化通常是采 用恒电流方式进行，即：根据零件的表面积给定电流 密度，随着电压的上升，在不同的电压时段得到不同 的颜色，所制得的氧化膜厚度通常在０．３ ｍ以下， 因而该工艺也称为着色阳极氧化。很显然，采用传 统的阳极氧化工艺是难以达到设计规定的膜层厚度 要求的。 在工艺研究过程中，我们先后用定电流（恒电流 和直流叠加脉冲）等方法进行探索性氧化试验，但制 得的阳极氧化膜呈暗绿、黄、红等杂色，且膜层厚度 均在０．３ ｍ以下，外观质量和膜层厚度均满足不 了设计要求。为此，我们根据阳极氧化过程中膜的 形成原理，采用恒电压法进行试验，所制得的膜层厚 度和外观均达到产品规定的要求。 １ 试验 １．１试验材料 试样为Ｔｉ一６Ａｌ一４Ｖ合金，加工成产品零件。所 用电源设备为ＴＳＫ－３００型阳极氧化数控电源。试 验溶液以硫酸为基础成分，另加少量添加剂。 １．２试验步骤 （１）考察不同的氧化电压、温度、缓启动时间及 氧化时间对氧化膜外观质量和膜层厚度的影响。 （２）按照《非磁性金属基体上非导电覆盖层厚 度测量涡流法》（ＧＢ ４９５７），测量膜层厚度。测量仪 器为ＣＴＧ一１０型测厚仪。 １．３工艺流程 超声波除油——＋热水洗—— 冷水洗— 光亮酸 处理—一冷水洗—一冷水洗—一装夹具—一冷水洗 一阳极氧化一冷水洗一冷水洗一纯水洗 —一干燥—一检验—— 包装 ２结果与讨论 ２．１工艺参数优化 由于不同牌号的钛合金其合金成分不同、合金 相也不同，所以得到同一种颜色的氧化膜需要的氧 化电压是不同的。因此，我们在对Ｔｉ一６Ａ１—４Ｖ合金 试样进行阳极氧化试验时，首先将电压设定在某数 值，观察通电后电压上升过程中零件表面开始出现 黄色膜的大致电压范围，然后利用正交试验进行优 化。 ２．２试验结果 选取氧化电压、槽液温度、缓启动时间、延时时 间作为４个因素，进行正交试验优化。从方便生产 的角度考虑，较优的生产工艺规范推荐如下：氧化电 压４８ Ｖ，槽液温度１４＂－＇２０℃，缓启动时间１ ｍｉｎ，延 时时间２５～３０ ｍｉｎ。 ３ 生产应用 根据优选工艺规范，从２００９年第二季度开始应 用于某型号发动机Ｔｉ～６Ａ１—４Ｖ合金螺母、螺栓紧固 件的生产。据不完全统计，截至２０１０年６月共生产 了二十多个批次，两万多件产品，氧化膜的外观质量 和膜层厚度均符合设计要求。 ４生产中的注意事项 （１）挂具设计要合理，装挂时不能形成气囊，并 确保导电接触良好。 （２）零件在阳极氧化前不宜吹砂处理，否则阳 极氧化膜发暗、无光泽。 （３）如阳极氧化前零件为吹砂表面时，应进行 喷丸或光亮酸处理，使零件表面呈亮白色，这样零件 阳极氧化后表面才不会发暗或产生条纹缺陷。 参考文献 ［１］ 曾华梁，吴仲达，陈钧武，等．电镀工艺手册［Ｍ］．北京：机械工 业出版桂，１９９７． 牧稿日期：２０１１－０１—１４